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新農薬開発戦略:東京農大農薬部会セミナー(103)から

2016年9月16日、東京農大の「食と農の博物館」にて、標記セミナーが開催され、日本曹達(株)平田晃一氏による「神経系作用化合物 の作用機構に関する研究ー殺虫剤抵抗性について」および相模中央化学研究所平井憲次氏による「ピラゾール環を母骨格とする新しい農薬の創製研究」と題する2つの講演が あった。
最初の講演は、今年度の農薬学会奨励賞の受賞講演として発表されたものでる。殺虫剤の多くは、昆虫の神経系を標的としている。例えば、ピレスロイドは電位依存性ナトリウム チャネルを、またネオニコチノイドはニコチン性アセチルコリン受容体 (nAChR) に作用する。これは膜タンパク質であり、神経系における情報伝達に重要な役割を担っている。 演者は、主として”二電極電位固定法”を用い、世界各地で見付かった殺虫剤抵抗性害虫のイオンチャネルのcDNAをクローニングし、アフリカツメガエル卵母細胞に発現させ、 殺虫剤抵抗性のメカニズムを検討した。その結果、宮崎県で見つかったネオニコチノイド抵抗性ワタアブラムシは、nAChRのβサブユニットでアミノ酸変異を起こし、これが抵抗性の 原因であることが分かった。

シンガポールで見付かったネッタイシマカのナトリウムチャネルでの変異は、ピレスロイド殺虫剤に対して最大1100倍の活性低下を示した。さらに、 微生物の代謝産物であるアスペルパラリンA(三環性アルカロイド)をカイコに投与すると、麻痺が起こる。この作用機構を調べたところ、nAChRにアンタゴニストとして作用することが 分かった。この化合物は、カイコのnAChRに極めて低い濃度で作用するが、脊椎動物のnAChRに対しては、弱い活性しか示さなかった。すなわち、このアルカロイドは顕著な 選択性を示した。

平井憲次氏のグループでは、多数のピラゾール系化合物を合成し、農薬として活性を追求した。その中で、相模中研がポリマー合成の中間体 として開発したトリフルオロメチルアクリル酸とヒドラジン類との反応により得られた3−(パーフルオロアルキル)−4−ピラゾールカルボキシレートから得られた極めて多数の誘導体及び 関連化合物の合成とそれらの除草剤、殺菌剤としての評価結果について報告した。膨大な内容を紹介できないが、例えばJST−7372は、水田および畑作場面で優れた除草 活性を示したが、イネに対する薬害が強い、土壌中での分解が遅いなどの理由で商品としての開発は断念された。また、ピラゾールー4−カルボン酸エステル類を合成し、イネいもち病 およびもんがれ病に活性の高い化合物(JST−11825)を見出したが、市場が狭いという理由で商品としての開発を断念した。

平井グループでは、3位にパーフルオロアルキル基を有するピラゾールー4−カルボン酸エステル(下図)の優れた工業的合成法を開発した。この合成法は、 国内外で特許化され、我国でも平成27年発明表彰の対象となった。この方法で得られるピラゾール化合物は、中間体として内外の農薬企業に供給されている。

(2016年11月3日)。

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